TCOS-SmarTCard-TOken - T

TCOS-Smartcard-Token
High-End-Security für Ihre digitale Identität
HINTERGRUND
ERSTELLUNG DIGITALER IDENTITÄTEN
Der Einsatz moderner Informations- und Kommunikationstechnologien
ermöglicht eine Vielzahl von Prozessoptimierungen in weiten Teilen des
gesellschaftlichen und geschäftlichen Zusammenlebens. Dies bietet
heute nun die Möglichkeit der Fernabwicklung von Transak­tionen, die
bisherig ein Zusammentreffen der Geschäftspartner erforderten. Und
zu der Notwendigkeit eines sicheren Vertrauensverhältnisses zwischen
den Kommunikationspartnern, welches ohne den persönlichen Kontakt
über eine eindeutige Identifizierung realisiert werden muss.
In den letzten Jahren haben sich weltweit einheitliche Verfahren etabliert,
um digitale Identitäten z. B. in Form von Zertifikaten zu erzeugen und zu
verwalten. Ein Zertifikat ist dabei eine elektronische Sammlung von Identitätsmerkmalen des Inhabers wie z. B. Name, Anschrift oder Geburts­
datum, die durch eine allseits anerkannte Stelle – eine sogenannte Zertifizierungsstelle (CA) – mittels elektronischer Signatur besiegelt wird.
Vor dem Hintergrund der Datenmissbrauchsskandale der letzten Jahre
und der Abhörpraxis diverser Geheimdienste nimmt der Wunsch nach
mehr Datensicherheit und der Möglichkeit zur verlässlichen Identifizierung von Personen aber auch Institutionen und Servicedienstleistern
­immer weiter zu. Dabei ist eine Vor-Ort-Prüfung der Identität z. B. mittels
Abgleich gegenüber einem Personalausweis aufgrund der räumlichen
Trennung meist nicht möglich, so dass neue Lösungen zum Identitätsnachweis zu etablieren sind.
Laut einer Studie der Bitkom1 legten bereits im Jahr 2012 rund 82 %
der Internetnutzer Daten in Cloudspeichern und davon die Mehrzahl in
sozialen Netzwerken ab. Gleichzeitig hatten jedoch auch 45 % der Internetnutzer Angst vor dem Ausspähen ihrer Daten, 75 % fühlten sich insgesamt bedroht, 62 % hatten Angst vor Infektion ihres Rechners mit Viren
und Trojanern und 26 % der Personen, die Clouddienste nicht nutzen
wollten, begründeten ihre ablehnende Haltung mit der Angst vor Datenmissbrauch. Neben den Privatanwendern sehen nach der gleichen
­Studie 57 % aller Unternehmen eine reale Gefahr in Angriffen auf ihre
­IT-Systeme. Aufgrund der immer professionalisierteren Technik von
­Betrügern zum Identitätsdiebstahl (Phishing, Pharming) und zum Ausspähen privater Daten besteht ein stetig größer werdender Bedarf an
neuen Sicherheitslösungen, die den Identitätsdiebstahl verhindern und
eine Möglichkeit schaffen, bisher unsichere und nur wenig vor Manipulation und Datendiebstahl geschützte Security-Credentials wie Schlüssel
und Passwörter auf einem von Viren, Trojanern und weiteren Angriffen
geschützten Speichermedium abzulegen.
In den folgenden Abschnitten werden Lösungen zur sicheren Identifizierung sowie zur gesicherten Übermittlung vertraulicher Daten vorgestellt.
1 Studie „Vertrauen und Sicherheit im Netz“, Bitkom 2012
International existieren verschiedene Zertifizierungsstellen, die die Glaubwürdigkeit solcher Zertifikate in einem sicheren, vor äußeren Einflüssen
abgeschirmten Bereich, dem sogenannten Trust Center, sicherstellen.
Um die Serviceleistung des Trust Centers nutzen zu können und ein Zertifikat zu erhalten, muss ein Teilnehmer einer solchen Public Key Infrastruktur (PKI) seine Identität einmalig entweder gegenüber dem Trust Center
selbst oder gegenüber einer anerkannten Registrierungsstelle mittels
­eines physikalischen Ausweisdokuments persönlich nachweisen. Hierdurch wird sichergestellt, dass nur vertrauenswürdige und der Registrierungsstelle bekannte Personen am System teilnehmen. Der Nachweis
­einer Identität kann heutzutage auch mit Hilfe des neuen Personalausweises auf elektronische Art und Weise erbracht werden. So können
­beispielsweise abgeleitete Identitäten mit Hilfe des neuen Personalausweises erstellt werden, die dann für einen bestimmten Zeitraum gültig
sind: eine sogenannte temporär abgeleitete digitale Identität.
Das der ­gegenseitigen Identifizierung zu Grunde liegende Prinzip basiert
zumeist auf asymmetrischer Kryptographie. Hierbei werden für alle Beteiligte Schlüsselpaare aus privatem und öffentlichem Schlüssel erzeugt.
Der öffentliche Schlüssel wird zusammen mit den auf Echtheit geprüften
Identifikationsmerkmalen des Teilnehmers, in ein Zertifikat eingebunden.
Dieses Zertifikat wird von der Zertifizierungs­stelle signiert und kann als
digitale Identität des Teilnehmers genutzt werden. Durch die Signatur
der Zertifizierungsstelle kann sichergestellt werden, dass zum einen der
Schlüssel in einer vertrauenswürdigen ­Umgebung erzeugt und sicher
gespeichert ist und zum anderen den Identitätsmerkmalen im Zertifikat
vertraut werden kann. Damit ist die Basis für ein „elektronisches Vertrauensverhältnis“ geschaffen. Diese Zertifik­ate können an alle Teilnehmer
der PKI weiter gegeben oder in Verzeichnissen veröffentlicht werden.
NUTZUNG DIGITALER IDENTITÄTEN
SMARTCARD-TOKEN: HARDWARE + SOFTWARE = SICHERHEIT
Der Sender einer Nachricht nutzt beispielsweise seinen privaten Schlüssel,
um eine Nachricht mit einer digitalen Signatur zu versehen. Der Empfänger kann anhand des Zertifikats des Senders die Gültigkeit der digitalen
Signatur prüfen. Weiterhin ist es möglich, vertrauliche Nachrichten zu
versenden. Der Sender sucht sich das Zertifikat des Empfängers aus
­einem Verzeichnis und verschlüsselt die Nachricht mit dem darin enthaltenen öffentlichen Schlüssel des Empfängers. Die Entschlüsselung der
Nachricht kann nur der Empfänger vornehmen, da nur er den zugehörigen
privaten Schlüssel besitzt und nutzen kann.
In komplexen IT-Systemen gibt es noch weitere Gründe für den Einsatz
von Smartcard-Token. Smartcard-Token ermöglichen die gesicherte Ablage von Passwörtern und Schlüsselmaterial. Ohne ihren Einsatz kann die
Geheimhaltung dieser Credentials und damit der Datenschutz sowie die
Integrität und Authentizität von elektronisch ausgelesenen oder übermittelten Daten nicht gewährleistet werden. Softwarelösungen verfügen über
keinen ausreichenden Schutz vor sogenannten Seitenkanalattacken, da
Softwarelösungen über keine zur Smartcard Technologie vergleichbaren
Mechanismen verfügen. Die Seitenkanalattacke2 (englisch side channel
attack) wurde 1996 durch den Kryptologen Paul C. Kocher bekannt gemacht und bezeichnet eine kryptoanalytische Methode, die die physische
Implementierung eines Kryptosystems in einem Gerät (z. B. einer Chipkarte, eines Security-Tokens oder eines Hardware-Sicherheitsmoduls)
oder in einer Software ausnutzt. Dabei wird nicht das kryptographische
Verfahren selbst, sondern nur eine bestimmte Implementierung angegriffen, d. h. andere Implementierungen können von dem Angriff unberührt bleiben.
Auf diese Weise kann der Teilnehmer auch Dokumente für sich selbst
verschlüsselt ablegen. Damit ist sichergestellt, dass nur der Teilnehmer
selbst die Daten entschlüsseln und kein anderer die Daten einsehen
kann. Dies könnte interessant sein, wenn beispielsweise Daten in der
Cloud gespeichert werden. Auch bei der Anmeldung an Portalen könnte
der Teilnehmer die digitale Identität zur Authentifizierung nutzen.
DIE SICHERHEIT EINER DIGITALEN IDENTITÄT
Die digitale Identität basiert auf einem Schlüsselpaar, das aus einem
­öffentlichen und privaten Schlüssel besteht. Wenn der private Schlüssel
jedoch nicht geheim gehalten wird, dann ist ein Missbrauch der digitalen
Identität nicht ausgeschlossen. Ein Angreifer könnte die Identität eines
anderen Teilnehmers nutzen. Damit nur der rechtmäßige Teilnehmer
­seine Identität nutzen kann, muss ein besonderes Augenmerk darauf
­gelegt werden, wie der private Schlüssel aufbewahrt und vor Missbrauch
geschützt wird. Die Sicherheit der digitalen Identität hängt daher maßgeblich von der Sicherheit des privaten Schlüssels ab. Dabei spielt nicht
nur die sichere Speicherung des Schlüssels ein Rolle, sondern vielmehr
der gesamte Lebenszyklus eines solchen privaten Schlüssels: von der
­sicheren Generierung über die Speicherung und Nutzung bis hin zur
­sicheren Vernichtung.
Zur sicheren Speicherung der privaten Schlüssel und zur gleichzeitigen
Erreichung eines hinreichend hohen Sicherheitsniveaus haben sich Hard­
ware-Sicherheitslösungen etabliert. Diese basieren auf hochsicheren
Smartcard-Chips und werden als Hardware-Sicherheitsmodule, SecurityToken oder Smartcard-Token bezeichnet. Es gibt sie in unterschiedlichen
Formfaktoren und Ausprägungen, die einfach in bestehende Lösungen
integriert werden können und einen hohen Schutz vor den im Netz
­lauernden Gefahren bieten. Solche Smartcard-Chips werden heute beispielsweise im elektronische Reisepass, dem neuen Personalausweis,
der Gesundheits- oder der Geldkarte verwendet.
Das Prinzip beruht darauf, ein kryptographisches Gerät bei der Ausführung der kryptologischen Algorithmen zu beobachten und Korrelationen
zwischen den beobachteten Daten und dem verwendeten Schlüssel zu
finden. Diese charakteristische Information kann durch die Analyse der
Laufzeit des Algorithmus, des Energieverbrauchs des Prozessors während der Berechnungen oder der elektromagnetischen Ausstrahlung
­gewonnen werden. Aktive, invasive Angriffe bestehen darin, in das Gerät
einzugreifen und Fehler bei der Ausführung des kryptologischen Algorithmus zu provozieren. Geeignete Smartcards verfügen heutzutage zum
einen über ein sicheres Smartcard Betriebssystem, das verschiedenste
kryptographische Funktionen bereitstellt, die sichere Datenspeicherung
und Datennutzung gewährleisten und meist eine entsprechende Sicherheitszertifizierung bietet und zum anderen mit unterschiedlichsten Sensoren und Hardwaremechanismen ausgestattet sind, die zusammen mit dem
Smartcard Betriebssystem insbesondere Seitenkanalattacken effektiv
abwehren.
Smartcard-Token sind im Gegensatz zu reinen Softwarelösungen nicht
kopierbar, können funktionstechnisch nicht manipuliert oder „reverse
engineered“ werden und ermöglichen eine gesicherte, mehrstufige
Identifikation durch Kombination von Wissen (z. B. Passwort) und Besitz
des Token. Zudem kann die Sicherheit des Smartcard-Token durch eine
anerkannte Prüfstelle nach Common Criteria zertifiziert werden.
Smartcard-Token unterstützen die gesicherte und performante Durchführung kryptographischer Operationen. Hierzu sind sie mit speziellen
kryptographischen Coprozessoren ausgestattet. Aufgrund der sicheren
Speicherung von Schlüsselmaterial und z. B. patentierter Lösungen zum
gesicherten Versand ermöglichen Smartcard-Token einen vereinfachten
Roll-Out-Prozess. Darüber hinaus ist es möglich, die eindeutige Identifizierung von IT-Komponenten und deren Kopier- und Plagiatsschutz mittels
Smartcard-Token zu realisieren. Da auch kleine Software- oder Daten­
manipulationen, die keinen weitreichenden Schaden hervorrufen müssen,
das Vertrauen in Komponenten oder eine IT-Gesamtlösung zerstören
können, kann durch Smartcard-Token die Akzeptanz eines Produktes
oder einer gesamten IT-Lösung deutlich erhöht werden.
2 http://de.wikipedia.org/wiki/Seitenkanalattacke
HARDWARE-SICHERHEIT AUF BASIS VON TCOS
TCOS: ERFÜLLT HÄRTESTE ANFORDERuNGEN
Wir tragen es meist in Portemonnaies und Jackentaschen mit uns, setzen
es auf Reisen ein oder nutzen es für das Einchecken in den Büro-PC.
Doch kaum jemand weiß, dass er dabei seine persönlichen Daten einem
der sichersten Betriebssysteme auf dem IT-Markt anvertraut: TeleSec
Chipcard Operating System – kurz TCOS.
T-Systems kooperiert seit Jahren mit Chipherstellern im Markt für sichere,
elektronische Ausweise. Die Kombination aus TCOS und Sicherheitschip
ist mit Blick auf deutsche und internationale Anforderungen für elektro­
nische Dokumente zur Identifikation konzipiert. Mit verschiedenen Chipherstellern prüft T-Systems fortlaufend den Einsatz neuer SmartcardTechnologien sowie neue Anwendungsfelder. Neue Einsatzbereiche sind
beispielsweise Mobile Security, ID-Karten in Unternehmen, elektronische
Führerscheine (European Driver License), die Sicherheit für Cloud-Lösungen und die Sicherheit für intelligente Netzlösungen bei intelligenten
Stromzählern (Smart Meter) sowie Sicherheitslösungen im Bereich Automotive, Gesundheitswesen oder Industrie 4.0.
Im analogen Leben überprüfen wir häufig, ob eine Person tatsächlich
diejenige ist, die sie vorgibt zu sein. In der elektronischen Welt ist dies
ungleich schwerer, da eine Person aus der Ferne oder mit einer Maschine
agiert, zum Beispiel beim Online- Banking oder –Shopping. Um hier mehr
Sicherheit zu erreichen, setzen Unternehmen zunehmend auf digitale
Identitäten. Diese digitale Identität repräsentiert eine Person in elektronischen Systemen.
Smartcard-Token auf Basis des von T-Systems in Deutschland ent­
wickelten Smartcard Betriebssystems TCOS verfügen damit über
ein großes Leistungsspektrum für verschiedenste Anwendungen.
TCOS: EIN HOCHSICHERES SMARTCARDBETRIEBSSYSTEM
Solche digitalen Identitäten erstellt das vom Bundesamt für Sicherheit in
der Informationstechnik zertifizierte Kartenbetriebssystem TCOS, das für
Reisepässe oder Personalausweise nach dem international anerkannten
Verfahren „Common Criteria“ geprüft wurde. Das Smartcard-Betriebssystem TCOS ist damit eines der sichersten Systeme für internationale
Reisedokumente. Mehr als 100 Millionen Reisepässe, Personal- und
­Unternehmensausweise, digitale Tachografen oder elektronische Tickets
sind inzwischen in Europa mit dem hochsicheren TCOS-Betriebssystem
ausgestattet.
TCOS-MYCARD:
DER SCHLÜSSEL IM KONZERN DEuTSCHE TELEKOM AG
Im Konzern Deutsche Telekom AG wird die MyCard als digitale Identität
des Mitarbeiters genutzt. Die MyCard wird für die Anmeldung am Arbeitsplatz, das Signieren und Verschlüsseln von E-Mails, das Signieren und
Verschlüsseln von Dateien, das Drucken an Multifunktionsdruckern, das
bargeldlose Bezahlen und zum Gebäudezugang genutzt.
Damit die Integration in verschiedenste Endgeräte ermöglicht wird, steht
die MyCard in unterschiedlichen Formfaktoren zur Verfügung:
TCOS: VERSCHLÜSSELT PERSÖNLICHE DATEN
Die auf dem Telesec Chip gespeicherten digitalen Daten sind durch
mehrere Sicherheitsmechanismen geschützt. Schutz vor dem unerlaubten Auslesen der Daten über eine kontaktlose Schnittstelle bietet ein
spezieller Mechanismus, das sogenannte PACE-Protokoll. Auf dem Chip
in Ausweisdokumenten sind unter anderem das Passfoto sowie Fingerabdrücke gespeichert. Die Telekom Software organisiert die Verschlüsselung, das sichere Auslesen der persönlichen Daten und schützt diese
vor unerlaubtem Zugriff. TCOS ist also in der Lage, Schlüssel sicher zu
verwahren und den kryptografischen Algorithmus innerhalb des Chips
zu berechnen. Einmal sicher eingebrachte Schlüssel müssen die Chipkarte niemals mehr verlassen.
‚‚
Als Smartcard kontaktlos und kontaktbehaftet einsetzbar
‚‚
Als MikroSD-Smartcard für mobile Endgeräte geeignet
‚‚
Als Smartcard Token für Schlüsselanhänger kontaktlos oder
über Bluetooth
TCOS-IDKEY:
DER SCHLÜSSEL ZuR GESICHERTEN IDENTITÄT
Damit die Integration in verschiedenste Endgeräte ermöglicht wird, steht
der TCOS-IDKey Token in unterschiedlichen Formen zur Verfügung:
Mit dem TCOS-IDKey Token erhält der Anwender besonders hochwer­
tige digitale Schlüssel auf einem Smartcard-Token. Durch diese wird es
ihm ermöglicht, sich gegen viele Gefahren des Internets zu schützen und
gleichzeitig durch eine eindeutige Identität seine Präsenz in der „virtu­
ellen Welt“ aufzuwerten.
‚‚
Als Smartcard kontaktlos und kontaktbehaftet einsetzbar
‚‚
Als MikroSD-Smartcard für mobile Endgeräte geeignet
‚‚
Als Smartcard Token für Schlüsselanhänger kontaktlos oder
über Bluetooth
‚‚
Als Embedded Sicherheitsmodul, für die Integration in Geräte,
Maschinen, Fahrzeuge o. ä.
Der TCOS-IDKey Token wurde speziell für Anwendungen zur Identifizierung mit Hilfe verschiedener Identifizierungsmerkmale und zur Authen­
tifizierung mittels symmetrischer und asymmetrischer Schlüssel oder
Einmalpasswörter entwickelt.
Zur Realisierung gesicherter Identitäten werden im Herstellungsprozess
private Schlüssel aus dem Trust Center der Deutschen Telekom auf dem
Token abgelegt. Diese wurden zuvor in einem hochsichern Schlüssel­
generator als Unikate erzeugt und nach dem gesicherten Aufbringen auf
den Token nicht extern gespeichert, d. h. es existieren keine Kopien dieser
Schlüssel. Zudem ist es nach dem Stand der Technik unmöglich, die
Schlüssel aus dem Smartcard-Token auszulesen. Die Schlüssel innerhalb
des Chips des TCOS-IDKey Token können nur dann verwendet werden,
wenn dem Token gegenüber das gültige Passwort - im üblichen Sprachgebrauch die PIN – präsentiert wurde. In Kombination mit den zugehö­
rigen Zertifikaten über die öffentlichen Schlüssel ermöglicht die kryptografische Anwendung der privaten Schlüssel die eindeutige Zuordnung
von Aktionen zu einer Person oder einem System.
Der TCOS-IDKey Token ermöglicht darüber hinaus einen vertraulichen
Informationsaustausch sowie eine verschlüsselte Datenablage. Alle Daten,
die unter Zuhilfenahme öffentlicher Schlüssel eines TCOS-IDKey Token
verschlüsselt wurden, lassen sich nur mit den zugehörigen privaten
Schlüsseln und damit nur mit passenden Token wieder entschlüsseln.
Die Funktionen des TCOS-IDKey Token sind nicht an den Formfaktor des
Token gebunden.
kontakt
T-Systems International GmbH
Security Engineering & Solutions
Dr. Friedrich Tönsing
Deutsche-Telekom-Allee 7
64295 Darmstadt
Tel.: +49 6151 58-37663
E-Mail: Friedrich.Toensing@t-systems.com
Internet: www.t-systems.com/security
High-End-Security – Made in Germany
Sämtliche Smartcard Token der T-Systems basieren auf dem Telesec
Chipcard Operating System (TCOS), welches seit vielen Jahren unter
ständiger Begleitung durch neutrale Sicherheits-Evaluatoren entwickelt
und gepflegt wird. So bildet TCOS unter Anderem die Basis für die qualifizierten Signaturkarten der Deutschen Telekom AG. Ferner wird das
­Betriebssystem auch im elektronischen Reisepass, dem neuen deutschen Personalausweis, in Sicherheitsmodulen für eTicketing-Terminals
oder zur gesicherten Sprachkommunikation eingesetzt.
Seit Mitte der 1990er Jahre beliefert T-Systems Security Consulting &
­Engineering Kunden weltweit mit Smartcard Produkten und Smartcard
Lösungen auf Basis des im eigenen Hause entwickelten Smartcard
­Betriebssystems TCOS, das in verschiedenen Produkten den hohen
­Evaluierungs- und Zertifizierungsanforderungen der Common Criteria
genügt und auf zertifizierte Smartcard Chips aufsetzt. Zu den Produkten
zählen dabei insbesondere der in vielen Ländern eingesetzte TCOS
Passport, die TCOS Identity Card im neuen Personalausweis in Deutschland, die TCOS Signature Card, Sicherheitsmodule für die eTicketingTerminals des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen, TCOS
­Module zur gesicherten Sprachkommunikation, im Mautumfeld, im digitalen Fahrtenschreiber oder im Gesundheitswesen. Darüber hinaus
­werden Beratungsleistungen zu Security Produkten sowie PKI-Dienstleistungen des Trust Centers der Deutschen Telekom AG angeboten.
herausgeber
T-Systems International GmbH
Hahnstraße 43 d
60528 Frankfurt
Deutschland